Автореферат диссертации (1141547), страница 2
Текст из файла (страница 2)
карстологического мониторинга), направленных навсестороннее изучение карстовых деформаций;- данных, полученных при проведении физического моделирования карстовых процессов ссовместным использованием двух экспериментальных установок – установки суффозионнойустойчивости грунтов и микрореперной установки;- ранее выполненной верификации результатов прогнозирования, получаемых на установкесуффозионной устойчивости грунтов.Личный вклад автора состоит в непосредственном участии в проведении инженерныхизысканий в зоне крупных карстовых провалов, образовавшихся на территории Нижегородскойобласти, и выполнении полевых наблюдений за развитием одной из крупных карстовопровальных воронок с помощью БПЛА, конструировании и изготовлении стенда длямоделирования карстовых процессов на геотехнической центрифуге МИИТа и микрорепернойустановки, проведении лабораторных экспериментов с совместным использованием установки6суффозионной устойчивости грунтов и микрореперной установки, анализе и обобщенииполученных результатов исследований, формулировке основных научных положений, выносимыхна защиту, а именно, лично автором разработаны:1.
Методика оперативного выявления и дальнейшего наблюдения за динамикойформирования подземных карстопроявлений с помощью разработанной системы глубинныхреперов.2. Методика полевого наблюдения за динамикой эволюционного развития поверхностныхкарстовых форм рельефа с применением беспилотных летательных аппаратов.3. Основные положения по назначению рационального комплекса карстозащитныхмероприятий с учетом аспектов, характеризующих вероятностно-статистические особенностикарстовых процессов, динамику формирования подземных карстопроявлений, эволюционноеразвитие поверхностных карстовых форм рельефа и строительные параметры объектов.Теоретическая значимость работы заключается в расширении существующих методик повыявлению и дальнейшему наблюдению за развитием подземных и поверхностных карстовыхдеформаций, а ее практическая значимость – в разработке таких методик, которые могутприменяться как на стадии проведения инженерных изысканий, так и в процессе эксплуатациистроительных объектов.Апробация результатов.
Основные положения и результаты диссертационной работыдокладывались и обсуждались на Российской конференции с международным участием«Геотехнические проблемы проектирования зданий и сооружений на карстоопасныхтерриториях». РОМГГиФ, БашНИИстрой. Уфа, 2012; Международной научно-практическойконференции «ГЕОРИСК-2012». Институт геоэкологии РАН им. Е.М. Сергеева.
М., 2012;Международной научно-практической конференции «Комплексное использование и охранаподземных пространств». Горный институт УрО РАН. Кунгур, 2014; IAEG XII CONGRESS.Engineering Geology for Society and Territory. Torino, 2014; Сергеевских чтениях. Инженерногеологические и геоэкологические проблемы городских агломераций. Институт геоэкологии РАНим.
Е.М. Сергеева. М., 2015; 17-м Международном научно-промышленном форуме «Великиереки’2015». ННГАСУ. Нижний Новгород, 2015; Международном симпозиуме «Экологическаябезопасность и строительство в карстовых районах». МАИГ, ПГНИУ. Пермь, 2015; XIVВсероссийской научной конференции «Вузовская наука – региону».
ВоГУ. Вологда, 2016; 20-мМеждународном научно-промышленном форуме «Великие реки’2018». ННГАСУ. НижнийНовгород, 2018.Публикации. Научные результаты достаточно полно изложены в 14 статьях, из которых: 2статьи опубликованы в журналах, включенных в перечень рецензируемых научных изданий, вкоторых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соисканиеученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук; 1 статья опубликованав сборнике трудов, индексируемом в международной реферативной базе Scopus. Кроме того,получено Свидетельство о гос.
регистрации программы для ЭВМ № 2017614985.В диссертации использованы результаты научных работ, выполненных автором –соискателем ученой степени кандидата технических наук, лично и в соавторстве. Списокопубликованных работ М.М. Уткина (лично и в соавторстве) приведен в Cписке работ,опубликованных автором по теме диссертации.7Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, основной части,включающей 4 главы, заключения и списка литературы (147 наименований). Работа изложена на117 страницах, содержит 3 таблицы, 34 рисунка и 1 приложение на 3 страницах.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обосновывается актуальность темы диссертационного исследования иоценивается степень ее разработанности. Определены цель и задачи исследований.
Указананаучная новизна исследований, а также их теоретическая и практическая значимость. Данахарактеристика методологии исследований и методов решения поставленных задач,сформулированы положения, которые выносятся на защиту. Оценивается степень достоверностиполученных результатов. Приводятся сведения об их апробации, а также о структуре и объемедиссертации.В главе 1 «Состояние исследуемого вопроса» первоначально приводятся определенияосновных понятий, которых придерживается диссертант.Регистрацией и картированием различных поверхностных карстовых деформаций, а такжедальнейшим изучением и наблюдением за их развитием занимались/занимаются многиеотечественные и зарубежные исследователи: Р.Ф.
Абдрахманов, К.А. Горбунова, Р.Б. Давыдько,В.Н. и Г.Н. Дублянские, Ю.А. Ежов, Л.Б. Иконников, А.Н. Ильин, О.И. Кадебская, В.Н. Катаев,Е.В. Копосов, А.Д. Кочев, М.В. Леоненко, В.С. Лукин, Г.А. Максимович, С.А. Махнатов,В.И. Мартин, Е.К. Никольский, И.А. Саваренский, А.И.
Смирнов, В.В. Толмачев, А.И. Травкин,В.П. Хоменко, G. Aderhold, W.W. Lilli, F. Reuter, G.F. Sowers, T. Waltham и др.Основная цель указанных работ заключается в недопущении строительства зданий исооружений на карстовых формах рельефа, а также в непосредственной близости от их бровок,поскольку это может привести к аварийным ситуациям объектов, которые, как правило,сопровождаются большими экономическими, экологическими и социальными ущербами.Применительно к конкретным строительным объектам карстологический мониторингрекомендуется выполнять на всех стадиях их жизненного цикла.
В большинстве случаев онпроизводится с помощью маршрутных наблюдений. При этом на участках с наличием карстовыхформ рельефа, мониторинг их развития, а также оценку динамики изменения рельефацелесообразно осуществлять с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Впервые вРоссии для решения карстологических задач БПЛА были применены группой Нижегородскихисследователей. Следует отметить, что использование указанных технологий на практике являетсяновым направлением в инженерных изысканиях, особенно в России.После возведения зданий и сооружений расположенные под ними грунты являютсянедоступными для визуального освидетельствования и труднодоступными для проведенияизысканий. При этом в ряде случаев (например, в процессе строительства и эксплуатацииответственных объектов, при инженерном освоении площадок с наличием карстовых формрельефа и др.) требуется оперативно спрогнозировать параметры (размеры, местоположение ивремя возникновения) ожидаемых карстовых деформаций в основании объектов.
Данная задачарешается в рамках геотехнического карстомониторинга, при котором рассматриваемые грунтымогут быть подвергнуты инструментальным наблюдениям.8Выполнением геотехнического мониторинга карстоопасных оснований зданий исооружений занимались/занимаются следующие отечественные и зарубежные исследователи:Е.И. Буйнаков (1968); В.К. Соколов, Л.Е. Решин (1983); А.Л. Гордон, В.Д. Шапошников (1989);Б.В. Гончаров,А.Н. Жилин,В.Ф. Ковалев,Ш.Р. Незамутдинов(2001);А.Н. Савин,С.В.
Шегельский, Д.А. Чугунов (2015, 2016); Э.И. Мулюков, Н.Э. Урманшина, О.В. Галимнурова(2017); K. O’Connor, Ch.H. Dowding, M.B. Su (1987); X. Jiang, Y. Gao, Y. Wu, M. Lei (2016) и др.Однако при выполнении указанного мониторинга основное внимание уделялось наблюдениям задеформациями: (а) несущих элементов сооружений и (б) грунтов, расположенных в верхней частиоснования. При этом грунты, находящиеся ниже сжимаемой толщи основания, практически нерассматривались, несмотря на то обстоятельство, что карстовые процессы протекают снизу вверх.Геотехнический карстомониторинг на достаточно больших глубинах возможнопроизводить с помощью глубинных (подземных, грунтовых) реперов (СП 116.13330.2012;Рекомендации, 2012). Однако вопросы, связанные с практической реализацией такогомониторинга (конструкция реперов, технология их устройства, интерпретация получаемыхрезультатов наблюдений и т.п.) остаются открытыми.Глубинные репера широко используются в горном деле для осуществления наблюдений задеформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах (Инструкция, 1971; Нурпеисова,2014), а также за сдвижением толщи пород над выработками (Инструкция, 1988; Гребенкин, 2010).Разумеется, по ряду причин такие репера не могут быть использованы для решения задач,связанных с прогнозированием карстовых деформаций.Судя по публикациям, разработкой реперов для (1) выявления карстовых деформаций набольших глубинах и (2) выполнения дальнейших наблюдений за их развитием в основномзанимаются зарубежные ученые.
Конструкции таких реперов показаны на рисунке 1.а)б)Рисунок 1. Схематичная конструкция глубинноготелескопического репера (а) [Jennings J.E., 1966;Brink A.B., 1984] и конструкция подземного репера(б) [Reuter F., Tolmačёv V.V. et al., 1990].Условные обозначения для репера (а): II – номеранкера. 1 – бетонные анкера; 2 – стержень анкера I; 3– обсадная труба для анкера I и направляющая дляанкера II; 4 – земная поверхность.Условные обозначения для репера (б): 1 –наблюдательная марка; 2 – защитное покрытие; 3 –грунтовый конус; 4 – стержень репера; 5 – стенкабуровой скважины; 6 – обсадная труба; 7 –заполнитель; 8 – бетонный анкерПрименение глубинных реперов для мониторинга карстовых процессов наиболее актуальнопри строительстве и эксплуатации зданий и сооружений в условиях глубокого карста.
Этообусловлено тем, что при таком залегании карстующихся пород значительно усложняется9прогнозирование ожидаемых параметров (размеров, местоположения и времени образования)карстовых деформаций в основании объектов, т.к. с увеличением мощности покровной толщигрунтов, как правило, возрастает вероятность возникновения достаточно крупных карстовыхпровалов, характеризующихся наибольшей внезапностью и ущербами.После выявления или обнаружения каких-либо карстовых деформаций в обязательномпорядке должна быть произведена оценка их опасности для вновь возводимых и существующихобъектов. Основные положения, касающиеся такой оценки для объектов промышленного,гражданского и транспортного строительства, изложены в диссертации.В главе 2 «Изучение напряженно-деформированного состояния покровной толщигрунтов при проявлении карстовых процессов» приведен обзор и анализ существующихмеханизмов возникновения карстовых провалов, а также рассмотрены основные причины(факторы) их образования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
